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" B* f9 J. x. H& W$ c2 z 关注中科院地质地球所，探索地球的奥秘 2 m+ r0 \1 y. H& J; z
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大洋的一生
- u' q% F& b% B) q2 f; m 晋朝葛洪《神仙传·麻姑》中，曾经记载仙女麻姑与仙人王远一道下凡去蔡经家做客，麻姑在聊天时提及“接侍以来；已见东海三为桑田。” 大意是“自从得了道接受天命以来，我已经亲眼见到东海三次变成桑田”，这便是成语“沧海桑田”的由来。
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《成语 沧海桑田》王建峰 绘
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5 o4 G+ b+ T2 O1 S* o* @ 虽然神话传说是古人编撰的，但是沧海桑田的演变，在地球漫长的演化史中，正在实实在在地发生着，揭示这一大洋演化模型的，是以加拿大地质学家约翰·图佐·威尔逊（John Tuzo Wilson）命名的威尔逊旋回。
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( y3 i7 [( ]& V4 C K 威尔逊旋回示意图 + S4 R* f1 U0 W
+ F" W9 ^- d: T# X3 y 威尔逊旋回的思想，最早由威尔逊发表在Nature的文章《Did the Atlantic Close and then re-oped?》，提出了以大洋演化过程为主体的大地构造演化过程，即大陆岩石圈由崩裂开始、以大陆裂谷为生长中心的雏形洋逐渐扩张，形成大洋中脊，洋中脊继续扩张出现洋盆进而成为大洋盆，而后大洋岩石圈向两侧的大陆岩石圈下俯冲（见俯冲作用）、消亡，洋壳进入地幔而重熔，从而洋盆缩小，经历复杂的增生，拼贴过程，最终洋壳消失，在造山带中只有俯冲刮削残留下的大洋地壳，即蛇绿岩。 9 V7 R" t* \: v& Y
那么在现今地球上，能否寻找到大洋演化的各个阶段呢，笔者将尝试介绍给大家：
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: _: X" i9 D: s1 \+ t0 {2 A5 | Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷 + p2 u6 R" O! j" Q
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东非大裂谷
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) R0 O/ n- E5 ~: V, |1 ~ 东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点 % `! |4 E: K4 Z$ m, Q j: K, F
威尔逊旋回的第一个阶段——萌芽阶段，在陆壳基础上因拉张开裂形成大陆裂谷，但尚未形成海洋环境。地球上最好的例子就是东非大裂谷，之前笔者曾经介绍过，东非大裂谷虽然处于拉伸阶段，但是尚未拉伸处洋壳。 4 T4 O% H* g/ h" G7 l( u& D! x* B$ c
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( x9 D- {; f, N, `/ N2 a; _ Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳
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Google earth 上的红海 * j6 }, ]0 k+ ]9 V3 m N" S
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红海一景
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1 n- N* r# w; B2 S2 p- X8 B, D 大洋演化第二阶段，此时陆壳继续开裂，开始出现狭窄的海湾，局部已经出现洋壳。地球上能够发现的实例是红海。红海位于非洲板块与印度洋板块的生长边界，在上图中Google earth卫星图片中，可以看到，红海中已经初步形成大洋中脊，这一点也被地球物理学家通过地震波初步证明。红海底部为硅镁质岩石。
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Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张
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" @8 Y( a% |- @% q) w Google earth 中的大西洋
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大西洋洋中脊
1 b5 Z& g1 }9 b* e9 k) r 由于大洋中脊向两侧不断增生，海洋边缘又未出现俯冲、消减现象。此时大洋整体规模依旧处于扩张阶段。 + {4 Y' q* C0 N: P7 J+ |! ?
大洋中脊又称海岭，是大西洋洋底地形中最为特殊的洋底奇观，它北起冰岛，纵贯大西洋，南至布韦岛，然后转向东北与印度洋中脊相连，全长约1.7万千米 ，宽度1500-2000千米，约占大洋宽度的1/3。面积达2228万平方千米，占大西洋底面积的1/4。大洋中脊形似S，系由一系列狭窄和被断裂分割的平行岭脊组成，大洋中脊被无数横向断裂带切断并错开，横向断裂带走向与中脊近于垂直，在地形上表现为深切的线状槽沟，这就是大洋中的转换断层。
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Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲 # _4 i* e3 G# T: x9 `( a; w+ e: a/ A
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太平洋洋中脊—主要在东端分布 * @& m7 |3 u% d6 `
4 i4 ]6 n7 X6 i; E: U& l% M 威尔逊旋回中的第四个阶段，大洋中脊虽然继续扩张增生，但大洋边缘一侧或两侧出现强烈的俯冲、消减作用，海洋总面积渐趋减小。太平洋（Pacific Ocean），地球第一大洋，覆盖着地球约46%的水面以及约32.5%的总面积，是地球上最大、最深和岛屿最多的洋，占地球总表面积的1/3。但是在地质演化中，太平洋的洋壳已经开始慢慢地俯冲掉，洋壳面积正在逐步减少。
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- A, Z! B$ |9 \+ X/ ] 太平洋日落 4 v3 d% k" C& W5 ?! w
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外太空瞭望太平洋 W0 Q' Q1 n; v9 S
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太平洋的洋中脊主要分布在其东侧，根据地质学家的研究，已经有相当部分的洋中脊俯冲到了美洲大陆之下。
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太平洋东端，可见明显的洋中脊分布 " s; T; m4 t3 w6 P6 T# M* x1 \# {
1 z% F6 p8 b+ j# f0 G/ F- \/ l 而在太平洋西侧，俯冲作用亦十分强烈，在中国东北，大兴安岭一带，分布有大量新生代火山岩，部分学者认为这与太平洋的俯冲有关。 * H6 `0 J$ ~: G+ y0 m
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Phase 5 大洋的残留期
' k- \- X7 h- |# G# G 随着俯冲作用的不断进行，洋壳海域不断缩小，终于导致两侧陆壳地块相互逼近，其间仅存残留小型洋壳盆地。现代的地中海就是最好的例子。 7 H3 z P0 Z" i/ [7 z* [( A: \
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卫星拍下的地中海 $ _ @, P5 b/ a0 U
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C& ^0 P0 q' s5 q7 s' v 地中海中最大的两个岛：西西里岛和撒丁岛
% g5 j' k/ I Q: L 地中海作为大洋演化末期的残留相，绝大部分洋壳已经俯冲，只残余了一小部分相对古老的洋壳。近年来，地质学家对地中海进行了一系列研究。研究人员认为，地中海内名为希罗多德盆地的地区具有3.4亿年历史，是地球上现存于海底的最古老洋壳。 0 Y; |3 @) q9 }' b0 c) H
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4 K, U% g5 j, P3 j, h8 ] Phase 6 大洋的消亡
4 d/ k. u9 [* V9 J9 B 随着洋壳的不断俯冲，最终整个洋壳都俯冲殆尽，大洋中的岛弧，海山，微陆块等均拼贴到造山带上，有些造山带受挤压形成高耸的山峰，如新特提斯构造域。 ! x! `1 a5 G6 H8 _6 Z: _/ x
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新特提斯造山带
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喜马拉雅山系
- N9 y. [6 P- x& f+ u 伴随着陆壳三联点，大陆裂谷的发育，大洋开始了从胚胎期开始的演化，经历着他漫长但是波澜壮阔的一生，最终又回归于陆壳。这样就完成了一个周期的威尔逊旋回。虽然威尔逊旋回对于复杂的地质演化史而言，太过简易，其中有些阶段甚至存在可商榷之处，但是威尔逊旋回将复杂的板块构造运动进行了进一步的总结，对于我们理解全球构造演化具有重要的意义。
, @4 Z! C5 C4 u" k P- Q 美术编辑：赵亚楠
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公众号：中科院地质地球所
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